中大型曲軸修理加工方法研究

□ 朱達(dá)新

1.江蘇省江陰中等專業(yè)學(xué)校 江蘇江陰 214400

2.北京理工大學(xué) 機(jī)械與車輛學(xué)院 北京 100081

1 研究背景

曲軸作為源動(dòng)力，被廣泛應(yīng)用在空壓機(jī)、水壓機(jī)、汽車、火車及船舶主輔柴油機(jī)等方面。同時(shí)，曲軸也是易損件。通常情況下，使用年限過長會(huì)導(dǎo)致軸頸表面磨損，需要進(jìn)行修復(fù)。此外，由于使用不當(dāng)或運(yùn)行故障，如斷油或油質(zhì)過濾出現(xiàn)問題時(shí)，會(huì)發(fā)生燒瓦或其它意外情況，致使曲軸彎曲變形、軸頸表面嚴(yán)重磨損或出現(xiàn)軸頸表面局部凹陷等情況，需要修理。相對(duì)于制造全新的中大型曲軸，通過維修曲軸來恢復(fù)其功能，成本相對(duì)較低，因此大多采用修理。通常情況下，曲軸的修理工藝要根據(jù)曲軸的彎曲程度、磨損情況、設(shè)備條件、環(huán)境、修理能力和協(xié)作能力等諸多因素來確定。

2 檢測(cè)

檢測(cè)是對(duì)需要修理的曲軸作比較全面的檢查與測(cè)量，一般采取對(duì)曲軸進(jìn)行無損探傷及平臺(tái)檢測(cè)的方式。

2.1 無損探傷

探測(cè)曲軸各軸頸表面有無網(wǎng)狀疲勞裂紋、橫截面裂紋和縱向裂紋，一般采用磁粉、著色、超聲波探測(cè)等手段。

有條件的，可采用專用磁粉探傷機(jī)進(jìn)行探測(cè)。無條件的，可在平地上或架子上使用磁粉探傷設(shè)備進(jìn)行探測(cè)。

著色探傷在機(jī)床上或平地上均可進(jìn)行，經(jīng)清洗、著色和干燥后即可檢查。

若在磁粉探傷、著色探傷后發(fā)現(xiàn)軸頸表面有橫截面裂紋或縱向裂紋，則還需要應(yīng)用超聲波探測(cè)裂紋深度[1]。

2.2 平臺(tái)檢測(cè)

采用一塊1.5 m×5 m一級(jí)平臺(tái)、三個(gè)支架。對(duì)于超長曲軸，則平臺(tái)加長。如果檔數(shù)較多，則支架數(shù)相應(yīng)增加。兩邊兩個(gè)支架為可調(diào)式固定支架，只可調(diào)高低。中間采用可調(diào)式滑動(dòng)支架，既可調(diào)高低，又可作水平滑動(dòng)，便于準(zhǔn)確測(cè)出曲軸彎曲量?？烧{(diào)式滑塊支架如圖1所示。

圖1 可調(diào)式滑動(dòng)支架

可調(diào)式固定支架結(jié)構(gòu)一般有兩種。一種是四只小軸承支承主軸頸表面，需要轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸時(shí)用手扳動(dòng)即可，很方便。但這種支承結(jié)構(gòu)僅適宜直徑小、質(zhì)量輕的曲軸。軸承可調(diào)式支架如圖2所示。另一種是用V形鐵支承主軸頸表面，為減小損傷軸頸表面，一般在V形鐵兩個(gè)V形表面上加裝兩塊黃銅板。V形鐵可調(diào)式支架如圖3所示。

圖2 軸承可調(diào)式支架

圖3 V形鐵可調(diào)式支架

平臺(tái)檢測(cè)要求基準(zhǔn)支承檔的主軸頸尺寸精度與粗糙度均符合要求。平臺(tái)檢測(cè)時(shí)，將兩個(gè)可調(diào)式固定支架支承曲軸主軸頸，兩頭靠邊檔。一個(gè)可調(diào)式滑動(dòng)支架支承中間檔主軸頸，校平三檔主軸頸在同一高度。用外徑千分尺對(duì)各檔曲軸主軸頸、曲柄銷在前后兩個(gè)位置上作上下左右測(cè)量，并記錄。再用百分表觸頭測(cè)量各檔主軸頸側(cè)面，曲軸每轉(zhuǎn)一圈，各檔主軸頸彎曲量就能反映出來。注意百分表一定要打在側(cè)面才準(zhǔn)確，如打在各檔主軸頸上，取得的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度不高。用高度游標(biāo)尺裝上杠桿百分表，或在專用測(cè)量架裝上百分表，在各個(gè)曲拐上、下、左、右四個(gè)方向，即0°、90°、180°、270°軸頸寬度上測(cè)量平行度。這時(shí)所測(cè)出的平行度數(shù)值仍不準(zhǔn)確，還要根據(jù)所測(cè)軸頸的形狀尺寸誤差與相鄰主軸頸間尺寸大小及高低等情況，綜合計(jì)算出實(shí)際的平行度誤差[2]。曲拐的偏心距及角度一般無需測(cè)量，加工時(shí)只要按曲拐的原有偏心距、角度校圓即可，不需要對(duì)曲拐實(shí)際偏心距和角度與理論偏心距、角度的誤差進(jìn)行修正。如果對(duì)誤差大的曲拐按標(biāo)準(zhǔn)修正誤差，那么可能因軸頸尺寸加工太小而導(dǎo)致報(bào)廢。將所測(cè)數(shù)據(jù)提供給工程技術(shù)人員，便于確定修理工藝方案。

3 校正

曲軸在使用過程中，常會(huì)發(fā)生彎曲、扭曲等變形，變形量的大小取決于曲軸所承載負(fù)荷、受力，以及曲軸直徑大小、剛性、燒瓦檔數(shù)等因素[3]。

校正用于找出曲軸彎曲變形的量與方向，用加壓或局部火焰加溫的方法使曲軸產(chǎn)生塑性變形，恢復(fù)原有精度。如曲軸呈單一方向彎曲，在軸頸表面粗糙度較好的情況下，經(jīng)校正后數(shù)值在修理標(biāo)準(zhǔn)范圍，則將曲軸拋光一下即可使用。如曲軸變形呈扭曲狀，通過校正后縮小其扭曲變形量，則在磨削加工時(shí)可減小磨削量，保證曲軸的強(qiáng)度，減小不加工部位的精度缺失。

目前校正一般只是對(duì)鋼件曲軸而言，對(duì)球墨鑄鐵曲軸則不宜采用此項(xiàng)技術(shù)，主要是因?yàn)榍蚰T鐵的延伸率太小[4]。

3.1 加壓法

將曲軸彎曲變形的量與方向標(biāo)注在曲臂上，然后用兩塊V形鐵支承在曲軸兩頭主軸頸上，凸起部位向上，用油壓機(jī)或壓板壓在軸頸最高處，強(qiáng)迫曲軸向反方向經(jīng)彈性變形直至塑性變形。加壓前用百分表觸頭測(cè)量高處，觀察加壓量。加壓量不宜過大，如一次不行，可進(jìn)行多次加壓。曲軸加壓法校正如圖4所示。這種方法比較簡單，但校準(zhǔn)精度難于控制，效果不穩(wěn)定，會(huì)有反彈現(xiàn)象出現(xiàn)。

圖4 加壓法校正

3.2 局部加溫法

將曲軸兩頭主軸頸擱在V形鐵上或用兩頂尖將軸頂在機(jī)床上，找出各檔高點(diǎn)及方向。高點(diǎn)向上，找出導(dǎo)致變形的部位。用氧氣、乙炔局部加溫的方式，使曲軸向反方向變形。由于加熱區(qū)受熱膨脹，自然冷卻時(shí)造成的收縮量大于膨脹量?？刂坪米冃瘟浚涂梢允骨S得到校正。一次不行可進(jìn)行多次。經(jīng)過局部加溫法校正的曲軸保持性好。加溫部位一般選在曲軸軸頸圓角及曲臂等較易變形處，溫度控制在450～550℃之間。這種方法對(duì)質(zhì)量較大且較長的曲軸效果比較好，對(duì)于質(zhì)量小而短的曲軸則效果不明顯。

某6缸柴油發(fā)電機(jī)曲軸用局部加溫法進(jìn)行了校正，曲軸全長4 m左右，主軸頸直徑為240 mm，曲柄銷直徑為210 mm，活塞行程為330 mm。由于曲軸第4檔拐頸燒瓦導(dǎo)致主軸頸第4、第5檔彎曲量分別達(dá)3.5 mm、3.3 mm，其余各檔均有不同程度的彎曲。局部加溫法校正時(shí)，將曲軸放在地上，兩頭支撐好，找出最高點(diǎn)。在曲軸主軸頸圓角處兩個(gè)位置進(jìn)行局部加溫，經(jīng)一次校正就可以使最大彎曲量變?yōu)?.48 mm、0.45 mm。因軸頸表面粗糙度不理想和時(shí)間原因，沒有再校正，直接按減級(jí)法磨削至所需尺寸[5]。

3.3 兩種方法結(jié)合

將加壓法和局部加溫法綜合運(yùn)用，也可得到較好的效果。關(guān)鍵是控制好壓緊量、局部加溫點(diǎn)、溫度等幾個(gè)因素，待熱量自然消失后檢查，如不夠則再加量，通過反復(fù)幾次就可得到較好的校正效果。

某6L20/27型曲軸采用兩種方法結(jié)合進(jìn)行校正，曲軸主軸頸最大彎曲量為1.38 mm，其余檔為1.12 mm、1.10 mm、0.55 mm、0.50 mm等。經(jīng)采用加壓法與局部加溫法，將該軸校正為最大彎曲量0.08 mm，其余檔在0.06 mm、0.03 mm以內(nèi)。對(duì)該曲軸進(jìn)行拋光后直接裝車使用，通過驗(yàn)證，確認(rèn)效果良好。

4 磨削加工

曲軸的磨削加工指通過用砂輪磨削的方法，按一定的技術(shù)要求去除曲軸加工表面多余金屬的行為。從曲軸主軸頸的磨削裝夾方法來分，有卡盤裝夾磨削、頂尖裝夾磨削、浮動(dòng)磨削。從磨削加工主軸頸所需尺寸來分，有減級(jí)法和恢復(fù)尺寸法[6]。

4.1 卡盤裝夾磨削

用卡盤卡爪夾住曲軸兩頭法蘭外圓或軸頸外圓，調(diào)整兩頭主軸頸檔的圓周跳動(dòng)，然后按一定要求磨削各檔主軸頸至所需尺寸精度、位置精度和粗糙度。這種方法只適宜直徑稍小、質(zhì)量小的中小型主軸頸加工，對(duì)直徑大、質(zhì)量大的曲軸不適用。

對(duì)曲柄銷的磨削，應(yīng)根據(jù)曲軸偏心距調(diào)整偏心量，校圓曲柄銷頸。利用兩塊等高過橋板測(cè)量與找正，確保靠近頭尾架兩頭主軸頸檔在 0°、90°、180°、270°四個(gè)方向上高度相同，這樣加工出的曲柄銷頸與主軸頸間的平行度就能夠得到保證。

4.2 頂尖裝夾磨削

軸心線既是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，又是制造基準(zhǔn)，體現(xiàn)軸心線的是定位基準(zhǔn)中心孔。對(duì)大部分曲軸而言，兩頭均留有中心孔。用兩頂尖頂住磨削，調(diào)整好頂緊的力量，頂?shù)盟膳c緊都會(huì)影響工件的形位精度。如果磨床無頂緊壓力表，只能靠經(jīng)驗(yàn)來調(diào)節(jié)。

要選擇合適的支架數(shù)量，數(shù)量少會(huì)達(dá)不到磨削精度要求，多會(huì)增大支架檔調(diào)整量控制的難度。對(duì)開檔比較窄的曲軸而言，支架多還會(huì)造成測(cè)量不方便。

兩頂尖磨削主軸頸時(shí)，軸頸一定要用拐檔表，通過拐檔差調(diào)整主軸頸軸心線的直線度。對(duì)于彎曲量小、檔數(shù)少、剛性好的曲軸，用兩頂尖裝夾磨削還是比較方便的。但對(duì)于彎曲量大、檔數(shù)多、剛性差的曲軸，則花的時(shí)間要多一些，要對(duì)各支承檔軸頸反復(fù)磨削，直至磨圓后方可磨其余各檔。采用兩頂尖磨削法，對(duì)操作要求比較高，否則磨后主軸頸的同軸度容易超差[7]。

4.3 浮動(dòng)磨削

用浮動(dòng)磨削法來磨削主軸頸，需要改裝原有支承架下托塊，加長下托塊的伸出量，然后根據(jù)曲軸主軸頸檔數(shù)確定支承架數(shù)量。

支承架放好后，將曲軸吊放在支承架上。曲軸的一頭與頭架上萬向聯(lián)軸節(jié)頭上的法蘭連接好，曲軸在頭架的帶動(dòng)下在支承架上自然轉(zhuǎn)動(dòng)。用尾架頂尖頂住曲軸中心孔，如沒有中心孔，則用帶中心孔的盲孔調(diào)節(jié)套調(diào)節(jié)好，托好支架，磨出該檔主軸頸。將支架托好，留精磨量，尾架頂尖退出調(diào)頭，同理裝夾、頂住、支承好磨出，留精磨量，將支架托好，尾架頂尖退出。用百分表以支架上平面為基準(zhǔn)，測(cè)量已磨主軸頸的高度。再到頭架處測(cè)已磨主軸頸的高度，如有高低，則需調(diào)整支架托量，直至在同一高度為止。再磨中間支承檔主軸頸，邊磨邊調(diào)支架，留精磨量。調(diào)至同一高度，然后磨其余檔，留精磨量。將各支架檔磨至尺寸要求，調(diào)至同一高度，接著將其余各檔磨至要求，這樣就完成了整個(gè)主軸頸的磨削過程。這種方法掌握得好，主軸頸的同軸度一般不會(huì)超差。

4.4 減級(jí)法

為了將經(jīng)磨削后的曲軸統(tǒng)一在某一尺寸，就需要用減級(jí)法。我國采用的標(biāo)準(zhǔn)是以直徑0.25 mm為一個(gè)級(jí)量。在一定范圍內(nèi)，每減小一個(gè)級(jí)量即減小0.25 mm，依次類推。極限一般不超過直徑尺寸的百分之一，各檔軸頸可統(tǒng)一尺寸，也可分幾種尺寸，可根據(jù)實(shí)際情況而定。

目前，修理曲軸大部分采用減級(jí)法。國外產(chǎn)品采用的級(jí)差有不同要求，如要購買現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)軸瓦，在確定加工尺寸時(shí)應(yīng)注意這個(gè)問題。有的產(chǎn)品用0.20 mm作為一級(jí)，有的各級(jí)間還有不同尺寸要求。另外，還要注意國外有的公司產(chǎn)品采用基孔制，軸瓦與軸間的間隙放在軸上。如不購買現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)軸瓦，則按自己需要的尺寸定做軸瓦。

4.5 恢復(fù)尺寸法

恢復(fù)尺寸法通過磨削減小軸頸尺寸后，再用常溫鍍鐵、鍍鉻、熱涂噴、堆焊等方法來恢復(fù)軸頸原有的尺寸，其中堆焊適用于特殊情況。

4.5.1 鍍鐵

鍍鐵指在常溫的氯化亞鐵溶液中，以工業(yè)純鐵或低碳鋼板作為陽極，以鍍件作為陰極，依次通過不對(duì)稱交流電起鍍、不對(duì)稱交流電過渡鍍和直流鍍，使鍍件表面牢固地沉積一層硬度高的鐵鍍層，以恢復(fù)磨損件的尺寸。

鍍鐵的特點(diǎn)是鍍層結(jié)合強(qiáng)度高、晶粒細(xì)、硬度高、耐磨性好、沉積速度快，直徑方向每小時(shí)可達(dá)0.4～0.7 mm，鍍層厚度在直徑方向可達(dá)2～4 mm。在磨削鍍鐵曲軸時(shí)，主軸頸采用卡盤裝夾或兩頂尖裝夾加工。磨曲柄銷時(shí)，則要配備數(shù)顯式測(cè)厚儀，以保證磨削后的軸頸鍍層均勻。

4.5.2 鍍鉻

鍍鉻基于電化學(xué)基本原理，在含有鉻酸溶液的鹽類溶液中，以被鍍基體金屬作為陽極，通過電解作用，使鉻酸溶液中的陽離子在基體金屬表面沉積，形成牢固覆蓋層。

鍍鉻的特點(diǎn)是沉積速度相對(duì)慢一些、性脆、不宜承受不均勻載荷、不抗沖擊。用鍍鉻方法鍍曲軸，一般鍍層厚度為單邊0.2～0.3 mm，配瓦時(shí)裝配間隙適當(dāng)增加0.02～0.03 mm。另外，磨時(shí)要配好測(cè)厚儀。

4.5.3 熱噴涂

一般采用火焰噴涂，具體可分為粉末噴涂和線材噴涂。噴涂時(shí)曲軸要轉(zhuǎn)動(dòng)，噴槍在曲軸寬度方向均勻移動(dòng)。熱噴涂的特點(diǎn)是成本低，但孔隙率高、結(jié)合性能差。

為增強(qiáng)噴涂后的結(jié)合，可進(jìn)行切削加工，如車毛螺紋、滾花、壓花等。噴涂前工件表面一般要先預(yù)熱，噴涂距離一般在150 mm左右。噴涂時(shí)要注意曲軸的溫度不能太高，否則會(huì)影響不加工軸頸的精度。噴涂后即可用石棉布包扎保溫，待自然冷卻后拆除包裝，再磨削至要求。加工曲拐時(shí)應(yīng)配好測(cè)厚儀。這種方法只適宜加工檔數(shù)較少的曲軸。

4.5.4 堆焊

當(dāng)少數(shù)曲軸軸頸磨損偏大，用鍍鐵等方法無法保證尺寸時(shí)，可考慮對(duì)此類軸頸采用堆焊的方法恢復(fù)尺寸?？紤]到在焊接時(shí)產(chǎn)生的焊接熱量導(dǎo)致不加工檔變形，在焊接時(shí)自制一個(gè)水箱，將需要焊接的軸頸大部分浸入水中，邊堆積邊旋轉(zhuǎn)角度，使軸頸始終處于低溫狀態(tài)。待堆焊好后，用木槌敲擊堆焊部位，以消除堆積時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力。然后直接進(jìn)行磨削，恢復(fù)尺寸精度。

5 軸頸圓角處修正

為了避免曲臂與軸頸連接處產(chǎn)生應(yīng)力集中，連接處必須制成圓角，這樣不僅能減小應(yīng)力集中，而且能增大軸頸的有效承壓面積。在大型組合式曲軸上，常將圓角制成如圖5所示樣式[8]。

圖5 軸頸圓角

圓角有與軸頸接平的內(nèi)圓角和低于軸頸的內(nèi)圓角之分。

與軸頸接平的內(nèi)圓角，一般直接在砂輪角上修出，磨削時(shí)兩邊靠一下，軸頸上就可以直接反映出所修的圓角。

低于軸頸的內(nèi)圓角加工，可根據(jù)圓角的深淺、大小、自身設(shè)備條件來決定所采用的修理方法。

可以利用機(jī)床帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，將通壓縮空氣或通電的手動(dòng)小磨頭裝在刀架上，與曲軸呈垂直狀態(tài)進(jìn)給。

也可以用車床加工出軸頸處內(nèi)圓角，即用曲軸車床或圓盤車床加工出曲拐頸處的內(nèi)圓角，然后用手工方法磨削，再拋光即可。

如果受設(shè)備條件的限制，那么就只能用手工方法解決。手工技術(shù)好的，修正拋光的內(nèi)圓角一點(diǎn)不比在設(shè)備上做得差。

采用拋光用帶壓縮空氣的手動(dòng)磨頭，磨具可購買現(xiàn)有的由片狀氧化鋁砂皮做成的圓形輪，磨頭直徑基本與內(nèi)圓角直徑相同或稍小。磨具有粗細(xì)兩種規(guī)格，粗的可用于打磨，磨掉大部分多余金屬，細(xì)的可用于拋光，手動(dòng)小磨頭在內(nèi)圓角處轉(zhuǎn)動(dòng)即可。

如沒有現(xiàn)成的磨具，可自制橡膠輪磨具。在橡膠輪的外圓有多處溝槽，將細(xì)鐵棒澆注在橡膠輪中間，以作裝夾用。橡膠輪如圖6所示，這種橡膠輪加工好后，根據(jù)內(nèi)圓角的尺寸車削。砂皮圈分粗細(xì)兩種，以滿足加工要求。

圖6 橡膠輪

6 油孔口處修正

由于軸頸減級(jí)或恢復(fù)尺寸后，油孔口處出現(xiàn)銳角或鍍后存有雜質(zhì)，這時(shí)需要使油孔口處恢復(fù)原有的圓角，并消除雜質(zhì)?？捎缅F形砂輪或油石進(jìn)行打磨，再用砂皮拋光即可。

7 局部修正

當(dāng)曲軸局部損壞需要修復(fù)，又無足夠時(shí)間拆裝或雖有時(shí)間拆裝但無設(shè)備加工時(shí)，可按下述方法進(jìn)行局部修正。

7.1 硬模磨圓法

澆注及加工一個(gè)專用的鑄鐵對(duì)開研磨套，如圖7所示。兩邊用定位銷定位，螺栓緊固，內(nèi)孔尺寸按需加工軸頸尺寸確定，稍小于軸頸尺寸，基準(zhǔn)以軸頸兩邊圓角或曲臂兩平面定位。研磨套內(nèi)孔涂藍(lán)油，夾住軸頸拉動(dòng)扳手轉(zhuǎn)動(dòng)，然后拆掉研磨套，查看軸頸表面高點(diǎn)，并進(jìn)行研磨。邊磨邊測(cè)量尺寸，經(jīng)多次反復(fù)，可磨至要求。最后用細(xì)砂皮輪拉動(dòng)拋光，清潔干凈即可。

圖7 鑄鐵對(duì)開研磨套

7.2 專用磨削與切削裝置

曲軸主軸頸用原位修復(fù)裝置磨加工，即曲軸在機(jī)架里慢速轉(zhuǎn)動(dòng)，用碗形砂輪在主軸頸上方轉(zhuǎn)動(dòng)磨削，通過橫向和縱向進(jìn)給可達(dá)至磨削要求。曲柄銷可采用搖臂式寬刀切削裝置原位修復(fù)。

7.3 在車床上車削與磨削

對(duì)有些曲軸而言，如果軸頸檔需加工而無相應(yīng)磨床或?qū)Ｓ媚デ邢髟O(shè)備，那么可以利用大車床進(jìn)行車削，再做專用磨頭在車床上磨削。

當(dāng)主軸頸推力面磨損或跳動(dòng)量較大時(shí)，可直接采用磨削或車削解決。如量特別大，則需定做軸瓦，加長開檔尺寸。有的軸頸因彎曲導(dǎo)致加工后的輸出端平面跳動(dòng)超差，也可進(jìn)行磨削或車削，磨推力面及端面時(shí)宜采用兩頂尖裝夾。如量大，則還需對(duì)輸出端螺栓連接孔鉸削，并重配螺栓才能解決問題。

軸頸上如有縱向裂紋或與軸縱向成小于30°角的裂紋，以及離油孔5 mm以上的裂紋，可在裂紋兩頭打小孔截?cái)嗔鸭y，不使裂紋延伸。用樹脂結(jié)合劑薄片砂輪將裂紋磨至根處磨凈，用著色探傷法檢查，確認(rèn)無誤后打磨好坡口并清潔，用堆焊修補(bǔ)。堆焊時(shí)控制好熱量，如溫度高則停下來，以減小熱變形。堆焊好后待自然冷卻，用木槌擊打被焊表面，以消除殘余應(yīng)力。然后采用減級(jí)法或恢復(fù)尺寸法，即可完成修理[9]。

8 拋光

拋光指用微細(xì)磨粒和軟質(zhì)工具對(duì)工件表面進(jìn)行加工，是一種簡便、迅速、廉價(jià)的零件表面最終光飾加工方法。

有條件的可以直接使用專用拋光機(jī)床對(duì)各軸頸檔進(jìn)行拋光。一般廠家均無此條件，于是采用較常用的手工拋光或自制拋光工具在車床上拋光。具體為對(duì)#320目以上的砂皮布條涂上金屬拋光膏、煤油，然后進(jìn)行拋光。

根據(jù)軸頸尺寸，加工稍大些的半塊軸瓦，瓦背上固定一塊配重，配重下面打一孔并攻好螺紋，用一根管子連接作為抓柄，瓦上側(cè)面打三個(gè)螺紋小孔，用一壓條壓住砂皮布條，然后涂上金屬拋光膏、煤油，就可以在車床上對(duì)各檔軸頸進(jìn)行拋光了[10]。配重拋光瓦如圖8所示。

9 檢驗(yàn)

將曲軸吊上平臺(tái)檢驗(yàn)，用兩只可調(diào)式固定支架支承曲軸主軸頸兩頭靠邊檔，用一只可調(diào)式滑動(dòng)支架支承中間檔主軸頸，校平三檔主軸頸在同一高度。

圖8 配重拋光瓦

用圓角規(guī)檢查圓角的尺寸。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，目測(cè)觀察軸頸粗糙度或用粗糙度樣板作比較檢查。用外徑千分尺對(duì)各檔主軸頸和曲柄銷在前、中、后三個(gè)位置上作上下左右測(cè)量。用百分表測(cè)各檔主軸頸側(cè)面，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，各檔主軸頸的同軸度就會(huì)檢查出來。用高度游標(biāo)尺或在專用測(cè)量架上裝百分表，在各個(gè)曲拐頸的四個(gè)方向上測(cè)量平行度。

高度游標(biāo)尺裝上百分表再配量塊，檢測(cè)各曲柄銷的曲拐偏心距。先測(cè)曲柄銷相鄰主軸頸高度，并與測(cè)量塊進(jìn)行比較。再測(cè)曲柄銷上死點(diǎn)或下死點(diǎn)高度，曲軸稍有轉(zhuǎn)動(dòng)即可找出最高或最低點(diǎn)，并與測(cè)量塊進(jìn)行比較。對(duì)測(cè)出的兩個(gè)尺寸通過加減并減去主軸頸半徑和曲柄銷半徑，即可得到需要的偏心距尺寸。對(duì)于曲軸曲柄銷間夾角的誤差，一般用分度頭測(cè)量或量塊測(cè)量。

用分度頭測(cè)量時(shí)，將曲軸的一端夾持在分度頭的三爪自定心卡盤中，另一端用可調(diào)式固定支架支承，用百分表找正主軸頸的中心線，再將第一檔曲柄銷旋轉(zhuǎn)至水平位置。用分度頭測(cè)量角度誤差的方法如圖9所示，計(jì)算尺寸如圖10所示。

圖9 用分度頭測(cè)量角度誤差方法

圖10 分度頭測(cè)量角度誤差計(jì)算尺寸

百分表檢測(cè)偏心距e時(shí)，將百分表測(cè)量觸頭與工件基準(zhǔn)外圓接觸，百分表最大值與最小值之差的一半即為偏心距e。用百分表測(cè)出H1值，將分度頭旋轉(zhuǎn)后，曲柄銷之間的夾角θ存在角度誤差，再用百分表測(cè)出H2，計(jì)算式為：

式中：d1為曲軸曲柄銷A的實(shí)際直徑，mm；d2為曲軸曲柄銷B的實(shí)際直徑，mm；L1為曲軸曲柄銷A的中心高，mm；L2為轉(zhuǎn)過θ角度曲軸曲柄銷B的中心高，mm；H1為曲軸曲柄銷A的頂點(diǎn)高，mm；H2為曲軸曲柄銷B的頂點(diǎn)高，mm；ΔL為曲軸曲柄銷A與B的中心高度差，mm；Δθ為曲軸曲柄銷A與B之間的角度誤差，（°）。

10 其它注意事項(xiàng)

筆者介紹了曲軸修理加工的各個(gè)方面，由于曲軸還存在軸線不連續(xù)、長徑比大、剛性差的因素，磨削時(shí)，在曲軸較大自重和磨床夾具夾緊力的作用下，極易產(chǎn)生復(fù)雜的彈性變形。磨削作為一道精加工工序，還要注意磨削加工中產(chǎn)生的裂紋和裝夾中存在的跳動(dòng)問題，曲軸主軸頸跳動(dòng)會(huì)直接影響到曲軸工作時(shí)的穩(wěn)定性。

砂輪磨削量過大會(huì)導(dǎo)致表面層的局部位置瞬間溫度過高，造成表面層顯微組織的局部轉(zhuǎn)變，進(jìn)而形成裂紋。通過磁探傷可發(fā)現(xiàn)微裂紋，若要防止軸頸在磨削過程中產(chǎn)生裂紋，就需控制好磨削量。

主軸頸跳動(dòng)大的問題受工藝、工裝設(shè)備等方面影響，如設(shè)備夾爪對(duì)中度、中心支架推出度和抬起度、主軸跳動(dòng)等。在主軸頸半精磨及精磨工序中，改進(jìn)主軸支承裝置，能解決曲軸跳動(dòng)大的問題。